Почему резина плавает в воде

Наука о плотности и плавучести определяет, будут ли объекты тонуть или плавать в воде. Если объект по плотности больше воды, он утонет. И наоборот, если плотность объекта меньше плотности воды, он будет плавать. В случае резины она плавает, потому что ее плотность намного меньше плотности воды.

Плотность - это мера того, какой массой обладает объект для данного объема. Масса обычно измеряется в граммах, а объем - в кубических сантиметрах. Чем плотнее объект, тем больше он будет весить. Например, если объект A имеет плотность 10, а объект B имеет плотность 100; объект B будет весить в 10 раз больше, чем объект A.

Принцип Архимеда гласит, что подъемная сила, действующая на погруженный объект, равна весу жидкости, вытесняемой этим объектом. Другими словами, если масса объекта меньше массы воды для данного объема, объект будет выталкиваться вверх на поверхность под действием выталкивающей силы. Если масса объекта больше массы воды для данного объема, объект утонет, потому что выталкивающая сила недостаточно сильна, чтобы поддерживать объект.

Плавучесть зависит от двух факторов: массы и объема. Это те же два фактора, которые определяют плотность объекта. Чтобы сравнить относительные массы объекта и воды, вопрос объема должен быть удален из уравнения. Это достигается путем сравнения плотности объекта с плотностью воды. Плотность воды, хотя и незначительно меняется в зависимости от температуры, предполагается, что она составляет 1 грамм на кубический сантиметр. Сравнивая эту плотность с плотностью любого другого объекта, можно определить, является ли относительная плотность объекта выше или ниже, чем у воды. Если он выше, он утонет, а если ниже, он будет плавать.

Плотность мягкой резины составляет 0,11 грамма на кубический сантиметр. Если бы у вас был резиновый куб со сторонами 10 сантиметров, его объем был бы 1000 кубических сантиметров. Масса этого резинового куба равна его плотности, умноженной на 1000, или 110 граммов. Если поместить этот резиновый куб в воду, он вытеснит 1000 кубических сантиметров воды. Масса вытесненной воды будет равна ее плотности, умноженной на 1000 или 1000 граммов. Принцип Архимеда гласит, что резина будет плавать, потому что выталкивающая сила воды, эквивалентная 1000 граммов, будет больше веса резинового куба, составляющего 110 граммов. Хотя это демонстрирует математику, лежащую в основе плавучести резины, все, что действительно требуется, - это просто сравнить ее плотность с плотностью воды, поскольку это полностью исключает объем из уравнения. Поскольку плотность резины меньше плотности воды, вы знаете, что она будет плавать независимо от того, сколько резины вы погружаете.